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频段470
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#香山调试直播# 香山芯片调试目标完成！
记录一些流水账：
2021年6月22日，香山在RISC-V中国峰会上第一次亮相，这是当时公开的国际上性能最高的开源RISC-V处理器核设计，受到国内外的很多关注，如今在GitHub上已有近2500个Star，250多个Fork。虽然我们的报告是中文的，但却有不少英文报道，甚至还有来自俄罗斯的关注。可以说，香山成为国际上最受关注的开源芯片项目之一。
2021年7月15日，第一代香山“雁栖湖”流片。但接下来由于受到全球芯片产能影响，我们不得不经历漫长的等待期。因为许久没有回片后的消息，有一些关注香山的朋友发来小心翼翼的询问：“香山是不是流片失败了？”流片失败，就是指香山无法点亮，也就意味着它就是一块石头。
2022年1月20日，等待了整整半年，香山终于回片了。硬件调试存在很大不确定性，很可能1个bug就会需要耗上1-2个月才能解决。而硬件问题解决不了，软件调试就会受到影响。尽早发现硬件问题，此时的香山就如同刚从医院拿回来的一份尚未打开的检查报告——面对它心中充满忐忑，不知道结果是好是坏。如果要等春节假期结束后才能看报告，这个年我们会过得心里很不踏实。另外，还存在一个不确定性，就是疫情防控。前段时间北京出现疫情，导致不少同学无法回家。但另一方面，由于冬奥会、两会等一系列活动，如果其他地方出现疫情，也可能导致离京后一段时间内甚至整个2月不能返京，那就会再空耗一个月。
我们希望能尽早消除一些不确定性，否则过年心里也不踏实。时间，对于香山调试非常宝贵。于是，香山团队的多位小伙伴（徐易难、李作骏、王诲喆、勾凌睿、张紫飞、蔺嘉炜、李乾若、甄好）决定留在北京攻关调试，加上唐丹和我，组成了一支攻关调试小分队。其中有几位是因为老家疫情而留在了北京，也有本来就是北京人，除了这些这些线下的小伙伴，还有全国各地的老师和同学一起在线参与。
1月26日开始，采用香山枫叶红底色的主板陆续从深圳寄到北京。此前，1月22-24日，深圳团队的蔡晔老师、刘彤、何伟等已经在深圳焊好主板，完成了初步的调试，包括系统时钟、串口、Flash等，验证IO通路正确。
1月29日，调试攻坚战正式打响了。调试过程一开始出乎意料地顺利，虽然有些小曲折，但都很快解决。到1月30日，我们取得了不错的战果：
•CPU频率从24MHz切到1GHz；
•DDR4-2400初始化成功，并稳定运行；
•Linux正常启动进入Shell；
•CoreMark成功运行，5.3分，与仿真完全一致。
1月30日晚上，收到了中国科学院大学公共管理学院刘继安老师的消息，是她和博士后徐艳茹希望观摩香山调试。晚上9点，徐博士先来到了调试现场，拍了几张照片，然后便跟我们说，她春节也不能回去过年，希望能全程观摩香山的调试过程。我们觉得应该很快就可以结束调试了，便欣然答应。但任何事情都不要高兴太早！
1月31日，大年夜。就在我们认为可以“牛年事、牛年毕”，可以在牛年就能跑出SPEC CPU2006分值、初步完成调目标时，现实狠狠地打了我们的脸——在运行SPEC CPU2006时，DDR4-2400稳定性存在问题，会导致返回数据出现随机错误。DDR是芯片调试过程最麻烦的问题，看来我们终究还是要面对。
我们分头吃年夜饭。下午2点，唐丹老师回家和家人一起吃了顿年夜饭；下午4：30，唐老师又过来和我们一起吃了一顿年夜饭，然后回到调试作战室放松：春晚，PS5，瓜子……晚上7点，我再回家和家人又吃了一顿年夜饭。一个难忘的大年夜！
大年初一到初三，大家休息了三天。
初四，重新整装上阵。内存专家李作骏全力攻占DDR稳定性问题，其他人全力配合。全志D1-H项目负责人孙彦邦提到当时在全志时DDR调试也是难点，他推荐了在Linux下的memtester来测试内存。
初五，徐易难很快便在Linux下编译好memtester，并开始测试。初步测试访存确实不稳定，内存在作Bit Flipping时会出现8KB数据不正确。于是开始尝试修改CPU频率，1GHz提高到1.1GHz，1.26GHz，但都不稳定；那就给CPU降频，降到800MHz、600MHz，似乎访存稳定性好一些，但还是会随机出错。
唐丹老师查看DDR PHY手册，发现PHY和DIMM的VRef配置不同步，修改后稳定性得到改善，但memtester还是会出现随机访存出错，只是出现概率降低了。但是，哪怕概率再低，也不可接受——对于理论上1GHz频率下每秒可运行60亿条指令的香山来说，哪怕是亿分之一的随机出错概率，也意味着每秒会出现几十次访存数据错误，这是不可接受的。我们必须要把访存调稳定。
初六，大家继续尝试——修改DDR Trainimg参数，修改Linux启动时内存容量，改变DDR供电电压……始终无法消除DDR访存的随机出错问题。我们怀疑DDR信号完整性问题，希望看一下DDR信号的眼图。开始一通打电话借设备，我们借到了一台DDR逻辑分析仪。这这台设备和HMTT很像，也是插在DIMM槽，但它内部提供高频采样时钟，可以直接抓DDR访存数据信号。我们花了半天的时间研究如何使用，当搞清楚后，发现在DDR-2400配置下采不到预想的信号。晚上9点多，打电话给设备代理商，被告知这台设备采购时没有选支持2400的模块，现在还支持DDR-1600。燃起的希望又熄灭了。
初七，唐丹老师又开始打一轮电话，又向郝沁汾老师借来一台示波器。有人建议看一下电源是否稳定，波动幅度是否太大，可以换一下精密电源。唐老师、徐易难立刻开始测试电源稳定性，发现真的会出现上下60-80mV的波动。那时，看到这个几十毫伏的波动，似乎大家心里涌出一丝欣喜，希望这就是DDR访存不稳定的问题所在。唐丹马不停蹄地区采购精密电源，不幸的是在换电源后，我们使用最多、相对最稳定的一块板卡“牺牲”了——烧了！来不及难过，立刻又切换到另一块板卡开始测试起来。结果有点沮丧，换了精密电源后依然无法消除访存随机性问题。
李作骏通过对DDR信号进行仿真，发现DDR DQS信号的ODT参数设置存在问题，同时把所有的访存性能相关的参数调到最保守设置。大家又寄希望于这次DDR参数修改。
此时，于是另一条调试网卡的战线开始启动，由王诲喆担任主攻手：测试网卡时钟信号、调整GMAC频率，设置设备树，修改驱动——网卡很快就被识别出来了，能看到网卡能收包了，但是问题是不能发包。
初八，跑了一个晚上的memtester，连续运行了12个小时，只有一个访存出错。这次稳定性得到了极大的提高，但还没有彻底解决，运行SPEC CPU依然出错。这时，大家决定尝试一下将DDR降频到1600。DDR-1600配置下，李作骏又对DDR Training做了优化，调高了Refresh Burst数量，激动人心的时刻发生了——之前跑不过的SPEC CPU应用都能跑完了！DDR访存稳定性问题终于解决了！
从初八开始，勾凌睿便开始用SPEC CPU2006程序烤机，香山频率设置为1GHz，DDR设置为1600，连续几十个小时的运行，再也没有出现过错误了。当然，这并不是最终目标，我们知道DDR访存性能对整个香山芯片的性能至关重要，接下来我们还继续优化DDR性能。
另一条战线，王诲喆仍然在调试网卡。在香山上用tcpdump能看到从另一台机器发过来的网络包，对比发送端的wireshark，内容正确。但是发送始终存在问题，ping依然不通。
初九，跑了一天的SPEC CPU，再也没有出错了，大家开始期待香山的SPEC CPU 2006分值了。网卡调试那边，手动修改了mac地址后，香山能收到ping，但是发送依然有问题。
初十，在修复了一个串口驱动小问题后，终于得到SPEC CPU 2006分值了，香山在1GHz频率、DDR-1600配置下，分值为5.97。这个数字对于香山来说，是一个里程碑。但我们知道，这并不是香山的真实性能，因为这是把DDR-2400降频为DDR-1600后得到的结果，从数据来看，很多访存密集型应用性能受到了很大的影响。如果把DDR进一步优化，香山性能还将进一步提升。我们根据Roofline模型推演访存性能优化目标。
正月十二，王诲喆也终于将网卡调通，香山功能基本完备。有了网络，大家就可以远程访问香山了。
正月十五，李作骏对DDR-1600时序进行了初步优化，之前受DDR访存的应用性能得到了大幅提升，比如bzip2-liberty的运行时间从483s降到了265s。这也意味着SPEC CPU2006分值即使在DDR降频的情况下还可以有很大的提升。
至此，历时近3个星期的香山攻关调试取得了圆满成功。香山调试直播完毕。
衷心感谢所有关注和支持香山的朋友！后续我们仍然会向大家介绍香山后续的性能优化进展。
—————
图1：调试攻关任务清单完成！
图2：与DDR访存稳定性战斗
图3：稳定运行SPEC CPU2006程序
图4：网卡正常工作
图5：SPECCPU 2006分值与对应配置
图6：Roofline模型推演访存性能优化目标
图7-9：香山调试现场
记录一些流水账：
2021年6月22日，香山在RISC-V中国峰会上第一次亮相，这是当时公开的国际上性能最高的开源RISC-V处理器核设计，受到国内外的很多关注，如今在GitHub上已有近2500个Star，250多个Fork。虽然我们的报告是中文的，但却有不少英文报道，甚至还有来自俄罗斯的关注。可以说，香山成为国际上最受关注的开源芯片项目之一。
2021年7月15日，第一代香山“雁栖湖”流片。但接下来由于受到全球芯片产能影响，我们不得不经历漫长的等待期。因为许久没有回片后的消息，有一些关注香山的朋友发来小心翼翼的询问：“香山是不是流片失败了？”流片失败，就是指香山无法点亮，也就意味着它就是一块石头。
2022年1月20日，等待了整整半年，香山终于回片了。硬件调试存在很大不确定性，很可能1个bug就会需要耗上1-2个月才能解决。而硬件问题解决不了，软件调试就会受到影响。尽早发现硬件问题，此时的香山就如同刚从医院拿回来的一份尚未打开的检查报告——面对它心中充满忐忑，不知道结果是好是坏。如果要等春节假期结束后才能看报告，这个年我们会过得心里很不踏实。另外，还存在一个不确定性，就是疫情防控。前段时间北京出现疫情，导致不少同学无法回家。但另一方面，由于冬奥会、两会等一系列活动，如果其他地方出现疫情，也可能导致离京后一段时间内甚至整个2月不能返京，那就会再空耗一个月。
我们希望能尽早消除一些不确定性，否则过年心里也不踏实。时间，对于香山调试非常宝贵。于是，香山团队的多位小伙伴（徐易难、李作骏、王诲喆、勾凌睿、张紫飞、蔺嘉炜、李乾若、甄好）决定留在北京攻关调试，加上唐丹和我，组成了一支攻关调试小分队。其中有几位是因为老家疫情而留在了北京，也有本来就是北京人，除了这些这些线下的小伙伴，还有全国各地的老师和同学一起在线参与。
1月26日开始，采用香山枫叶红底色的主板陆续从深圳寄到北京。此前，1月22-24日，深圳团队的蔡晔老师、刘彤、何伟等已经在深圳焊好主板，完成了初步的调试，包括系统时钟、串口、Flash等，验证IO通路正确。
1月29日，调试攻坚战正式打响了。调试过程一开始出乎意料地顺利，虽然有些小曲折，但都很快解决。到1月30日，我们取得了不错的战果：
•CPU频率从24MHz切到1GHz；
•DDR4-2400初始化成功，并稳定运行；
•Linux正常启动进入Shell；
•CoreMark成功运行，5.3分，与仿真完全一致。
1月30日晚上，收到了中国科学院大学公共管理学院刘继安老师的消息，是她和博士后徐艳茹希望观摩香山调试。晚上9点，徐博士先来到了调试现场，拍了几张照片，然后便跟我们说，她春节也不能回去过年，希望能全程观摩香山的调试过程。我们觉得应该很快就可以结束调试了，便欣然答应。但任何事情都不要高兴太早！
1月31日，大年夜。就在我们认为可以“牛年事、牛年毕”，可以在牛年就能跑出SPEC CPU2006分值、初步完成调目标时，现实狠狠地打了我们的脸——在运行SPEC CPU2006时，DDR4-2400稳定性存在问题，会导致返回数据出现随机错误。DDR是芯片调试过程最麻烦的问题，看来我们终究还是要面对。
我们分头吃年夜饭。下午2点，唐丹老师回家和家人一起吃了顿年夜饭；下午4：30，唐老师又过来和我们一起吃了一顿年夜饭，然后回到调试作战室放松：春晚，PS5，瓜子……晚上7点，我再回家和家人又吃了一顿年夜饭。一个难忘的大年夜！
大年初一到初三，大家休息了三天。
初四，重新整装上阵。内存专家李作骏全力攻占DDR稳定性问题，其他人全力配合。全志D1-H项目负责人孙彦邦提到当时在全志时DDR调试也是难点，他推荐了在Linux下的memtester来测试内存。
初五，徐易难很快便在Linux下编译好memtester，并开始测试。初步测试访存确实不稳定，内存在作Bit Flipping时会出现8KB数据不正确。于是开始尝试修改CPU频率，1GHz提高到1.1GHz，1.26GHz，但都不稳定；那就给CPU降频，降到800MHz、600MHz，似乎访存稳定性好一些，但还是会随机出错。
唐丹老师查看DDR PHY手册，发现PHY和DIMM的VRef配置不同步，修改后稳定性得到改善，但memtester还是会出现随机访存出错，只是出现概率降低了。但是，哪怕概率再低，也不可接受——对于理论上1GHz频率下每秒可运行60亿条指令的香山来说，哪怕是亿分之一的随机出错概率，也意味着每秒会出现几十次访存数据错误，这是不可接受的。我们必须要把访存调稳定。
初六，大家继续尝试——修改DDR Trainimg参数，修改Linux启动时内存容量，改变DDR供电电压……始终无法消除DDR访存的随机出错问题。我们怀疑DDR信号完整性问题，希望看一下DDR信号的眼图。开始一通打电话借设备，我们借到了一台DDR逻辑分析仪。这这台设备和HMTT很像，也是插在DIMM槽，但它内部提供高频采样时钟，可以直接抓DDR访存数据信号。我们花了半天的时间研究如何使用，当搞清楚后，发现在DDR-2400配置下采不到预想的信号。晚上9点多，打电话给设备代理商，被告知这台设备采购时没有选支持2400的模块，现在还支持DDR-1600。燃起的希望又熄灭了。
初七，唐丹老师又开始打一轮电话，又向郝沁汾老师借来一台示波器。有人建议看一下电源是否稳定，波动幅度是否太大，可以换一下精密电源。唐老师、徐易难立刻开始测试电源稳定性，发现真的会出现上下60-80mV的波动。那时，看到这个几十毫伏的波动，似乎大家心里涌出一丝欣喜，希望这就是DDR访存不稳定的问题所在。唐丹马不停蹄地区采购精密电源，不幸的是在换电源后，我们使用最多、相对最稳定的一块板卡“牺牲”了——烧了！来不及难过，立刻又切换到另一块板卡开始测试起来。结果有点沮丧，换了精密电源后依然无法消除访存随机性问题。
李作骏通过对DDR信号进行仿真，发现DDR DQS信号的ODT参数设置存在问题，同时把所有的访存性能相关的参数调到最保守设置。大家又寄希望于这次DDR参数修改。
此时，于是另一条调试网卡的战线开始启动，由王诲喆担任主攻手：测试网卡时钟信号、调整GMAC频率，设置设备树，修改驱动——网卡很快就被识别出来了，能看到网卡能收包了，但是问题是不能发包。
初八，跑了一个晚上的memtester，连续运行了12个小时，只有一个访存出错。这次稳定性得到了极大的提高，但还没有彻底解决，运行SPEC CPU依然出错。这时，大家决定尝试一下将DDR降频到1600。DDR-1600配置下，李作骏又对DDR Training做了优化，调高了Refresh Burst数量，激动人心的时刻发生了——之前跑不过的SPEC CPU应用都能跑完了！DDR访存稳定性问题终于解决了！
从初八开始，勾凌睿便开始用SPEC CPU2006程序烤机，香山频率设置为1GHz，DDR设置为1600，连续几十个小时的运行，再也没有出现过错误了。当然，这并不是最终目标，我们知道DDR访存性能对整个香山芯片的性能至关重要，接下来我们还继续优化DDR性能。
另一条战线，王诲喆仍然在调试网卡。在香山上用tcpdump能看到从另一台机器发过来的网络包，对比发送端的wireshark，内容正确。但是发送始终存在问题，ping依然不通。
初九，跑了一天的SPEC CPU，再也没有出错了，大家开始期待香山的SPEC CPU 2006分值了。网卡调试那边，手动修改了mac地址后，香山能收到ping，但是发送依然有问题。
初十，在修复了一个串口驱动小问题后，终于得到SPEC CPU 2006分值了，香山在1GHz频率、DDR-1600配置下，分值为5.97。这个数字对于香山来说，是一个里程碑。但我们知道，这并不是香山的真实性能，因为这是把DDR-2400降频为DDR-1600后得到的结果，从数据来看，很多访存密集型应用性能受到了很大的影响。如果把DDR进一步优化，香山性能还将进一步提升。我们根据Roofline模型推演访存性能优化目标。
正月十二，王诲喆也终于将网卡调通，香山功能基本完备。有了网络，大家就可以远程访问香山了。
正月十五，李作骏对DDR-1600时序进行了初步优化，之前受DDR访存的应用性能得到了大幅提升，比如bzip2-liberty的运行时间从483s降到了265s。这也意味着SPEC CPU2006分值即使在DDR降频的情况下还可以有很大的提升。
至此，历时近3个星期的香山攻关调试取得了圆满成功。香山调试直播完毕。
衷心感谢所有关注和支持香山的朋友！后续我们仍然会向大家介绍香山后续的性能优化进展。
—————
图1：调试攻关任务清单完成！
图2：与DDR访存稳定性战斗
图3：稳定运行SPEC CPU2006程序
图4：网卡正常工作
图5：SPECCPU 2006分值与对应配置
图6：Roofline模型推演访存性能优化目标
图7-9：香山调试现场
【上海突发！重大消息！！】
一
念念不忘，必有回响！
今晚，举国沸腾！
芯片，被誉为嵌在王冠上的明珠，半导体-集成电路-芯片，这一组内涵逐渐缩小的名词，不管你选哪个，它都可以称为信息时代制造业的“粮食”。
如何打造“中国芯”，突破卡脖子技术，是国人心心念念的大事。
终于，上海出大招了！
今天，虎年开工第一天，上海微电子正式举行发运仪式，将生产的中国首台2.5D/3D先进封装光刻机正式交付客户。
虽然这次上海微电子交付的，不是用于前道制造，而是用于后道制造的光刻机，主要应用于高端数据中心高性能计算（HPC）和高端AI芯片等高密度异构集成领域。
它代表了中国在封装光刻机方面，来到了世界最高水平，意味着中国光刻机研发事业向前迈进了一大步！
是的，你没看错，在物理世界和网络世界的交汇点：光刻机上，中国又迈进了一大步，意义太大了！
毕竟，被卡脖子的教训，世界上没有哪个国家比中国深刻。这一点，想想华为和中兴，就明白了！
这个世界，有时候塞翁失马，焉知非福。如果不是美国封杀中兴华为，亲手放弃中国这个世界最大芯片市场，中国就不会这么卧薪尝胆搞集成电路。
大国重器，必须掌握在自己手里！
二
芯片啊芯片，多少中国科学家为你消得人憔悴！
1、芯片之所以让中国人如此牵肠挂肚，因为它对我们，实在太重要了。
中国目前每年进口的工业品，只有两个大类超过了500亿美元，一个是汽车和零部件，我们每年进口额达746.1亿美元，另外一个就是大家熟知的集成电路了。
中国每年需要进口2300亿美元芯片，连续多年位居单品进口第一位，中国是世界上最大的芯片进口国。
以手机为例，全球77%的手机都是中国造，厉害吧？！不过，一部智能手机里大约有20片芯片，但这些芯片只有3%是中国造的。
其它很多标着中国制造的高端制造领域也是如此。于是，中国每年要吃进全球超过一半的芯片。
在智能化已经成为高端制造、高端生活标配的前提下，没多少产品可以离开芯片。
而中国的芯片自给率只有大约6%。
这个数字就好比三年自然灾害时期，有钱没地方买粮食；大工业时代，能造汽车、轮船、飞机却没有发动机。
2、芯片之所以让中国人如此衣带渐宽，因为制造芯片实在太难了，这是一个极其复杂的系统工程。
芯片生产非常非常非常复杂，几乎每一步都对材料、技术、设备、生产工艺提出艰巨挑战。
第一步，从二氧化硅提炼出高纯度的硅，把它弄成尽可能大的象纸一样薄的片；
第二步，用激光在上面刻线；
第三步，把大量微型电器元件放上去，从几千万到8亿不等，比如酷睿i7上就有7.7亿个晶体管；
第四步，封装。
手机里的十几个芯片，是用十大类设备联合作战把它做出来。
简单来讲，这个加工过程就像盖房子，一层一层的盖。现在盖多少层？
差不多60层，要加工1000个步骤！这高楼的深孔或柱子的尺度，就我们现在说的14纳米啊、70纳米啊、7纳米等等。
大家知道人的头发丝平均直径是0.07毫米，所以7纳米的概念是人头发丝1万分之一，我们就等于在人头发丝1万分之一这样的基础上加工，它的加工精度和重复要做到10万分之一。
看吧，在高倍的电子扫描镜下，如果将芯片放大一万倍，它的结构就像是密密麻麻的立交桥和高速公路，而这些高速公路，只有头发丝的万分之一那么宽。
就是这么精细！
这么微细的芯片，是怎么做出来的？
这就需要超高精度的三大类设备：第一是光刻机，第二是等离子刻蚀机，第三是铺上材料薄膜设备。
三者里面，尤其以光刻机为最难！
3、而在芯片生产中，最难、最高级的技术，是光刻机制造！！
有人这样形容光刻机：这是一种集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物。
看看这个知乎提问，可以感受一下：
说白了，这玩意儿的工作原理就是用“紫外线”作刀，对晶圆进行雕刻，让芯片上的电路变成人们想要的图案。四个字形容：“硅上雕花”，跟扬州修脚的“肉上雕花”一个意思。
有人或许要问，光刻工艺过程是什么样的？
这么说吧，光刻过程，是非常复杂的，涉及到无数高精尖的零件，和多个学科的技术。
第一步：铺胶 ，涉及流体力学、表面物理和化学。
第二步，量测，涉及光学、数学等学科。
第三部，曝光 ，涉及 光学、数学、高分子物理与化学、表面物理与化学等。
就以光科技为例，这个精度要高到何种程度？
就说光刻机里的反光碗吧，现在最新的深紫外光刻机，就是用十几个反光碗，把一个激光打出来打在金属液滴上，通过多次聚焦变成一个平行光，来做曝光的。
这个反光碗的加工精度，有人讲，是相当于德国国土的面积，这么大面积要平整到正负一毫米，在这样的精度下才能做出那样准确的反光碗。
看到这里，你就知道，中国在光刻机研发方面，一步步前进，有多难！
今天，上海微电子取得这样的成就，又有多牛逼！
相信，只要肯砸钱+砸人+建机制，一步步扎扎实实前进，我们一定能够达到成功的彼岸！
三
缺芯！少魂！
芯片制造一直是中国的心头之痛！中国芯片行业，曾流传过这么一句话：除了水和空气，其他全从国外进口的。
禁运！禁售！
少数国家一旦无法在公平的环境里竞争取胜，最常用的手段就是禁售。我国一直在芯片行业受制于人，时常遭遇国外掐脖子、禁售等种种制约。
强者生存，核心技术受制于人，没有话语权，落后就要挨打，即使心里憋着一口闷气，却又不得不接受这个残酷的现实！
今天，我们在为上海微电子技术突破激动时，也请记住这些默默无闻的科学家的名字：何庭波、张汝京、尹志尧，还有那些在为中国半导体事业奋战在一线的人们，致敬！
感谢华为海思总裁何庭波及其团队。在百度百科上搜索华为海思总裁何庭波，只有寥寥百来字的介绍。但是她对中国芯片科技的贡献，却远远不是百来字可以描绘的清楚的。
就是她，承担起任正非的重托，带领数千名华为儿女踏上了人类科技史上最为悲壮的长征：作为“备胎“，十年磨一剑，踏上“麒麟芯片”坎坷的研发之路！
感谢中芯国际创始人张汝京及其团队。是他，在2000年带着台湾300余名工程师一怒北上，在上海创立中芯国际，开启了内地半导体代工新时代。
选择回内地重新开始，除了受当时台湾半导体产业局势影响外，还有张家人数十年不减的家国情节。
张汝京后来回忆时说，“父亲曾经问过我，什么时候能回祖国大陆建一座工厂？这句话，我记了很久。”
虽然最终张汝京因为多种原因离开了中芯国际，但他的贡献，历史不会忘记。
感谢中微半导体创始人尹志尧及其团队。2004 年，被誉为“硅谷最有成就的华人之一”已经 60 岁的尹志尧，做了一个令所有人吃惊的决定：放弃美国的百万美元年薪，回中国再创业！
他说：我们给外国人做嫁衣，已经做了很多事情了，是时候应该给自己祖国的人民做贡献了。
尹志尧及其团队白手起家创办起了：中微半导体，回国十多年，就再次创造了奇迹：凭借自主创新，中微已申请1200多件国内外专利，并自主研制出5纳米等离子体刻蚀机。
让我们感谢众多科研工作者吧，为了中国甩掉“缺芯少魂”的帽子，他们毅然放弃了在国外的安逸富足的生活，选择了回国，默默的做着平凡而伟大的事！他们才是国家精神的代表，是中华民族崛起的脊梁！
中华民族伟大复兴的路上，必然遭遇无数的打压，等着中国人的，将是千难万险，但无论多难，我们都必须趟过去。
大国征途，任重道远！希望每个中国人都励精图治，奋发向上，天高高，海长长，好男儿，当自强！
（转发自网络-国学论丛 2022-02-13 ）
一
念念不忘，必有回响！
今晚，举国沸腾！
芯片，被誉为嵌在王冠上的明珠，半导体-集成电路-芯片，这一组内涵逐渐缩小的名词，不管你选哪个，它都可以称为信息时代制造业的“粮食”。
如何打造“中国芯”，突破卡脖子技术，是国人心心念念的大事。
终于，上海出大招了！
今天，虎年开工第一天，上海微电子正式举行发运仪式，将生产的中国首台2.5D/3D先进封装光刻机正式交付客户。
虽然这次上海微电子交付的，不是用于前道制造，而是用于后道制造的光刻机，主要应用于高端数据中心高性能计算（HPC）和高端AI芯片等高密度异构集成领域。
它代表了中国在封装光刻机方面，来到了世界最高水平，意味着中国光刻机研发事业向前迈进了一大步！
是的，你没看错，在物理世界和网络世界的交汇点：光刻机上，中国又迈进了一大步，意义太大了！
毕竟，被卡脖子的教训，世界上没有哪个国家比中国深刻。这一点，想想华为和中兴，就明白了！
这个世界，有时候塞翁失马，焉知非福。如果不是美国封杀中兴华为，亲手放弃中国这个世界最大芯片市场，中国就不会这么卧薪尝胆搞集成电路。
大国重器，必须掌握在自己手里！
二
芯片啊芯片，多少中国科学家为你消得人憔悴！
1、芯片之所以让中国人如此牵肠挂肚，因为它对我们，实在太重要了。
中国目前每年进口的工业品，只有两个大类超过了500亿美元，一个是汽车和零部件，我们每年进口额达746.1亿美元，另外一个就是大家熟知的集成电路了。
中国每年需要进口2300亿美元芯片，连续多年位居单品进口第一位，中国是世界上最大的芯片进口国。
以手机为例，全球77%的手机都是中国造，厉害吧？！不过，一部智能手机里大约有20片芯片，但这些芯片只有3%是中国造的。
其它很多标着中国制造的高端制造领域也是如此。于是，中国每年要吃进全球超过一半的芯片。
在智能化已经成为高端制造、高端生活标配的前提下，没多少产品可以离开芯片。
而中国的芯片自给率只有大约6%。
这个数字就好比三年自然灾害时期，有钱没地方买粮食；大工业时代，能造汽车、轮船、飞机却没有发动机。
2、芯片之所以让中国人如此衣带渐宽，因为制造芯片实在太难了，这是一个极其复杂的系统工程。
芯片生产非常非常非常复杂，几乎每一步都对材料、技术、设备、生产工艺提出艰巨挑战。
第一步，从二氧化硅提炼出高纯度的硅，把它弄成尽可能大的象纸一样薄的片；
第二步，用激光在上面刻线；
第三步，把大量微型电器元件放上去，从几千万到8亿不等，比如酷睿i7上就有7.7亿个晶体管；
第四步，封装。
手机里的十几个芯片，是用十大类设备联合作战把它做出来。
简单来讲，这个加工过程就像盖房子，一层一层的盖。现在盖多少层？
差不多60层，要加工1000个步骤！这高楼的深孔或柱子的尺度，就我们现在说的14纳米啊、70纳米啊、7纳米等等。
大家知道人的头发丝平均直径是0.07毫米，所以7纳米的概念是人头发丝1万分之一，我们就等于在人头发丝1万分之一这样的基础上加工，它的加工精度和重复要做到10万分之一。
看吧，在高倍的电子扫描镜下，如果将芯片放大一万倍，它的结构就像是密密麻麻的立交桥和高速公路，而这些高速公路，只有头发丝的万分之一那么宽。
就是这么精细！
这么微细的芯片，是怎么做出来的？
这就需要超高精度的三大类设备：第一是光刻机，第二是等离子刻蚀机，第三是铺上材料薄膜设备。
三者里面，尤其以光刻机为最难！
3、而在芯片生产中，最难、最高级的技术，是光刻机制造！！
有人这样形容光刻机：这是一种集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物。
看看这个知乎提问，可以感受一下：
说白了，这玩意儿的工作原理就是用“紫外线”作刀，对晶圆进行雕刻，让芯片上的电路变成人们想要的图案。四个字形容：“硅上雕花”，跟扬州修脚的“肉上雕花”一个意思。
有人或许要问，光刻工艺过程是什么样的？
这么说吧，光刻过程，是非常复杂的，涉及到无数高精尖的零件，和多个学科的技术。
第一步：铺胶 ，涉及流体力学、表面物理和化学。
第二步，量测，涉及光学、数学等学科。
第三部，曝光 ，涉及 光学、数学、高分子物理与化学、表面物理与化学等。
就以光科技为例，这个精度要高到何种程度？
就说光刻机里的反光碗吧，现在最新的深紫外光刻机，就是用十几个反光碗，把一个激光打出来打在金属液滴上，通过多次聚焦变成一个平行光，来做曝光的。
这个反光碗的加工精度，有人讲，是相当于德国国土的面积，这么大面积要平整到正负一毫米，在这样的精度下才能做出那样准确的反光碗。
看到这里，你就知道，中国在光刻机研发方面，一步步前进，有多难！
今天，上海微电子取得这样的成就，又有多牛逼！
相信，只要肯砸钱+砸人+建机制，一步步扎扎实实前进，我们一定能够达到成功的彼岸！
三
缺芯！少魂！
芯片制造一直是中国的心头之痛！中国芯片行业，曾流传过这么一句话：除了水和空气，其他全从国外进口的。
禁运！禁售！
少数国家一旦无法在公平的环境里竞争取胜，最常用的手段就是禁售。我国一直在芯片行业受制于人，时常遭遇国外掐脖子、禁售等种种制约。
强者生存，核心技术受制于人，没有话语权，落后就要挨打，即使心里憋着一口闷气，却又不得不接受这个残酷的现实！
今天，我们在为上海微电子技术突破激动时，也请记住这些默默无闻的科学家的名字：何庭波、张汝京、尹志尧，还有那些在为中国半导体事业奋战在一线的人们，致敬！
感谢华为海思总裁何庭波及其团队。在百度百科上搜索华为海思总裁何庭波，只有寥寥百来字的介绍。但是她对中国芯片科技的贡献，却远远不是百来字可以描绘的清楚的。
就是她，承担起任正非的重托，带领数千名华为儿女踏上了人类科技史上最为悲壮的长征：作为“备胎“，十年磨一剑，踏上“麒麟芯片”坎坷的研发之路！
感谢中芯国际创始人张汝京及其团队。是他，在2000年带着台湾300余名工程师一怒北上，在上海创立中芯国际，开启了内地半导体代工新时代。
选择回内地重新开始，除了受当时台湾半导体产业局势影响外，还有张家人数十年不减的家国情节。
张汝京后来回忆时说，“父亲曾经问过我，什么时候能回祖国大陆建一座工厂？这句话，我记了很久。”
虽然最终张汝京因为多种原因离开了中芯国际，但他的贡献，历史不会忘记。
感谢中微半导体创始人尹志尧及其团队。2004 年，被誉为“硅谷最有成就的华人之一”已经 60 岁的尹志尧，做了一个令所有人吃惊的决定：放弃美国的百万美元年薪，回中国再创业！
他说：我们给外国人做嫁衣，已经做了很多事情了，是时候应该给自己祖国的人民做贡献了。
尹志尧及其团队白手起家创办起了：中微半导体，回国十多年，就再次创造了奇迹：凭借自主创新，中微已申请1200多件国内外专利，并自主研制出5纳米等离子体刻蚀机。
让我们感谢众多科研工作者吧，为了中国甩掉“缺芯少魂”的帽子，他们毅然放弃了在国外的安逸富足的生活，选择了回国，默默的做着平凡而伟大的事！他们才是国家精神的代表，是中华民族崛起的脊梁！
中华民族伟大复兴的路上，必然遭遇无数的打压，等着中国人的，将是千难万险，但无论多难，我们都必须趟过去。
大国征途，任重道远！希望每个中国人都励精图治，奋发向上，天高高，海长长，好男儿，当自强！
（转发自网络-国学论丛 2022-02-13 ）
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